Question

16．（1）如圖1所示，乒乓球漂浮在水面上，請畫出乒乓球受力的示意圖．
（2）在如圖2中畫出使杠桿OA平衡時的最小動力F₁的方向和阻力F₂的力臂L₂．
（3）一輛車陷入泥中，司機想用隨車攜帶的兩個滑輪和一根很結實的繩子，并借助路邊的樹將車拉出泥地，如下圖所示，請在圖3中畫出所用最小拉力的繞繩情況．

Answer 1

分析 （1）漂浮在水面上的物體，受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力；
（2）根據杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據此可解決此題．
（3）若想使滑輪組的拉力最小，應使承擔物重的繩子的段數(shù)盡量多一些，即用更多股的繩子吊著動滑輪

解答 解：（1）過球心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段表示出重力和浮力，二者大小相等，并標出G和F_浮，如下圖所示：
（2）①連接OA就是最長的動力臂，根據杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據此可畫出最小的動力；
②O為支點，點O到F₂的垂線段就是F₂的力臂，如圖所示：
（3）用最小的力氣，則承擔拉力的繩子段數(shù)最多，則應從動滑輪繞起．因此將繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪．如圖所示：

點評 （1）本題考查了力臂的概念、力的示意圖的畫法，知道力臂是從支點到力的作用線的垂直距離是關鍵；
（2）滑輪組在繞繩子時要先根據題意進行分析，再找準起始點，依次繞過每一只滑輪，最后在繩端標上箭頭．